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活性炭吸附的作用力
作者:lipeng  来源:本站  发表时间:2018-10-12 16:34:42  点击:39
要产生吸附作用,必然会有吸附作用力的存在。吸附作用力是指吸附剂与吸附质之间的能量方面的相互作用,承担这种相互作用的是电子。在发生吸附时,随着吸附剂表面和吸附质分子中性质的不同,其相互作用的组合状况也不同。吸附过程相互作用力分为五类:伦敦分散力相互作用、偶极子相互作用、氢键、静电吸引力和共价键。
  伦敦分散力是伦敦发现的力,是五种相互作用力中最弱的。伦敦分散力普遍存在于原子和分子间,包括惰性原子、分子间也都存在,是活性炭吸附中非常重要的吸附作用力。由于其与可见光和紫外线领域中的光分散有关,所以称之为分散力。
  除了伦敦分散力之外,偶极子相互作用也是一个相当微弱的相互作用力。表面上负电性不同的原子化学结合在一起时,由于负电性的差异导致对电子吸引强弱的不同产生电子的偏移,电子向负电性较大的一边集中分布,于是在相互结合的原子之间产生称作偶极矩的极矩u=qr.在有这种偶极子的表面原子组或者有极性的表面官能团与具有偶极子的分子之间,引发力的作用,这种力就叫做偶极子的相互作用诱导力。伦敦分散力和偶极子诱导力属于范德华力范畴。
  氢键的强度一般为范德华力的5~10倍,其产生于一个氢原子与两个以上的其他原子结合的过程中。通常,固体表面上多少存在一些类似于羟基、羧基、氨基等具有氢原子的极性官能团。这种官能团中的氢原子易与吸附分子中负电性大的氧、硫、氮等非共价电子形成直线形的氢键。同样,表面官能团中的氧、氮、氟等原子中共价电子对的存在,使其易与吸附分子的极性官能团的氢原子形成氢键。
  静电引力是很强的相互作用。目前对于产生电位的机理还不是太清楚,但即使固体、液体等是绝缘体,接触时表面仍会产生静电,电量少但却能形成很强的电场。因此,这种表面经常带电的结果就是在发生吸附时产生了静电引力。
  表面能够发生氧化、还原、分解等反应的吸附剂,容易与吸附质之间形成共价键,是非常强有力的吸附作用。

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